Magnētiskā indukcija ir vektora daudzums, kas raksturo magnētiskā lauka stiprumu un virzienu telpā.Jūs, iespējams, to redzējāt attēlos par fizikas stundām: turbulence planētu meridiānu veidā, kas saplūst ar sarkanā un zilā pakava poliem. Pirmie magnētiskā lauka attēli tika mēģināti būvēt 17. gadsimtā.Acīmredzot, izmantojot metāla kārbas. Magnētiskās indukcijas lielumu nosaka barotnes parametri.
Magnētiskā lauka līnijas
Magnētiskais lauks un magnētisms
Magnētiskā indukcija apraksta lauku daudz precīzāk nekā citas metodes. Saistītie termini traucē saprast. Indukcija tiek sajaukta ar spriedzi. Abi termini ir vektori, apraksta lauku. Spriedze nav atkarīga no vides īpašībām, kas šajā ziņā atšķiras. Magnētisms ir zināms kopš seniem laikiem. Zinātnieki ir bezspēcīgi, lai precīzi noteiktu datumu, kad Zemes laukums sāka izmantot jūrniekiem, vēsturnieki ir atklājuši šādus ziņkārīgos faktus:
- Olmec( senā indiāņu cilts) 1500. gadā pirms mūsu ēras izmantoja magnetizētas adatas. Nav precīzu pierādījumu par struktūras mērķi. Tiek uzskatīts, ka, izmantojot magnētismu, senie cilvēki noteica virzienu.
- Ķīnā pirmie rakstiskie ieraksti attiecas uz II gadsimtu pirms mūsu ēras. Magnētiskās adatas izmantoja, lai prognozētu zemes virsmas reljefu, lai sakārtotu mājokļus atbilstoši Feng Shui metodēm.
Vēsturiskie fakti tiek saukti par pirmo moderno civilizāciju, kas sāka nodarboties ar navigāciju ar orientāciju uz Zemes magnētisko lauku Ķīnā.X - XI gadsimtā.Rakstveida avoti rūpīgi ignorē dizainu. Mēs riskējam uzskatīt, ka kompass atkārtoja soothsayers sasniegumus:
- Metāla adatas gals ir magnēts ar dzelzi.
- Produkts ir piekārts uz zīda pavediena, vasks darbojas kā stiprinājuma punkts piestiprināšanas punktā.
Šādi veidotas ierīces skatās uz dienvidiem, tad uz ziemeļiem. Atkarībā no adatas magnetizācijas apstākļiem. Pēc dažiem gadsimtiem Eiropa uzzināja kompasu. Pirmais avots, kas apraksta šādu ierīču dizainu, kā arī astrolabe, ir vienkārša vēstule( 1269. g.), Ko Petrus "Peregrinus"( Pilgrim) ieskicēja noteiktam zemes īpašniekam Itālijas Lucera aplenkuma dienās. Acīmredzot autora segvārds norāda, ka autors ir labi iepazinies ar šo tēmu. Astrolabe palīdzēja noteikt vietējo laiku, kopā ar kompasu bija iespējams aprēķināt ģeogrāfiskās koordinātas. Abas ierīces vienkāršo navigāciju( protams, priekšroka tiek dota jūras ceļojumiem).
Zemes magnētiskais lauks ceļotājiem jau sen ir izmantots, lai mērķētu planētas virsmu. Kopā ar eksotiskām ierīcēm: kristāli, saules gaismas sadalīšana un tādējādi ļaujot noteikt galvenās zvaigznes atrašanās debesīs. Astrolabe pievienoja visu ķermeņu stereogrāfisku projekciju( sfēras plakni).Ļauj veikt aprēķinus tumsā.Ir pietiekami, lai mērītu ar alidādi( astrolabes otrās puses bultiņu) zvaigznes augstumu virs horizonta.
Bija mīnus: katram platumam bija nepieciešams izveidot karti uz timpanma( rotējošā cilne astrolabe gadījumā).Jūrnieks, izmantojot vajadzīgo disku, atrisināja problēmu jebkurā platumā.Protams, man ir jārūpējas par to, lai iegādātos nepieciešamās kino kartes. Pretējā gadījumā mērījumi kļuva neprecīzi, nepareizi. Jūs redzat, cik daudz grūtību ceļotājiem bija jāiztur, atgriezīsimies pie Zemes magnētiskā lauka.Šī parādība apraksta indukciju. Tas bija rumored: Tesla izmantoja zināšanas par zemes magnētiskā lauka lielumu, izvēloties elektrisko ierīču parametrus. Tomēr tas smaržo fantāzijas, ārvalstnieki no zvaigznēm, Otrā pasaules kara.
Indukcija uz Zemes magnētiskā lauka ir klāt, ikviens atradīs elektronisko karti, ja ir vajadzība. Magnētiskie stabi nesakrīt ar patieso. Magnētiskās indukcijas kartē būs meridiāni, kas atšķiras no telpiskajiem. Vidējā platuma grādos tas neliedz navigatoriem pārvietoties, izmantojot kompasu.
Magnētiskās indukcijas jēdziena
rašanāsElektroenerģijas attīstības laikmeta sākumā cilvēki sāka izpētīt saistītās parādības. Tātad, Hans Oersted atklāja 1819. gadā: vadītājs ar strāvu rada apkārtējo magnētisko lauku, André-Marie Amper parādīja, ka, ja lādiņu kustības virziens sakrīt, blakus esošie vadītāji savstarpēji piesaista. Strīdus izbeigšana radīja Bio-Savar likuma izveidi( vietējie avoti pievieno Laplasu), aprakstot magnētiskās indukcijas lielumu, virzienu kosmosa punktā.Avoti atzīst klauzulu par pētniecību, kas veikta ar līdzstrāvu.
Indukcijas un magnētiskā lauka stipruma savienojums
Integrācija( skatīt attēlu) seko ķēdei ar strāvu. Formulā r nozīmē pašreizējā segmenta elementāro viduspunktu, r0 ir vietas, kur tiek aprēķināta magnētiskā indukcija, vieta.Ņemiet vērā, ka integratora divu daļu nosaukuma saucējā tiek reizināti divi vektori. Rezultāts ir vērtība, kuras virzienu nosaka vingrinājuma( kreisās vai labās puses) noteikums. Integrācija tiek veikta virs kontūras elementa dr, r - mazā griezuma viduspunkta pilnā garumā.Identificētās skaitītāja un saucēja atšķirīgās atšķirības paliek vienības vektora augšdaļā, kas nosaka rezultāta virzienu.
Formula parāda, kā atrast laukumu jebkuras formas kontūrām, veicot integrāciju pēc punktiem. Mūsdienu skaitliskās metodes ir pamatā datorprogrammu( piemēram, Maxwell 3D) darbībai, lai atrisinātu attiecīgo problēmu. Vienādojums atbilst Gauss( magnētiskās indukcijas) un Amperes( magnētiskā lauka cirkulācija) likumiem. Georgs Oms izmantoja zināšanas par kompasu, norādot uz zināmu atkarību. Lauku līniju forma tiks iegūta, izmantojot magnētiskās bultiņas un spēku atstāt virzienu nemainīgu( skatiet piezīmi par Ohm likumu ķēdes sekcijai).Tas būs priekšstats par magnētisko indukciju telpā, eksperimentāli apstiprinot Bio-Savart-Laplasa likumu.
, ko Ampère atļāvusi 1825. gadā, lai parādītu: elektriskā strāva dažos gadījumos ir pastāvīgā magnēta analogs. Bija jauns modelis, kas vairāk atbilst realitātei nekā Poisson dipola shēma.Šāda abstrakcija izskaidroja izolētu magnētisko stabu trūkumu dabā.Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām, magnētisks ir tērauda gabals, jo elementāru daļiņu un molekulu dipoles iegūst sakārtotību. Transformatoru serdeņu demagnetizācijas shēmas ir balstītas uz to, kas pirms strāvas izslēgšanas izraisa amortizētas strāvas svārstības. Rezultātā secības efekts ir neskaidrs, izteiktās īpašības pazūd.
elektronu spin
Magnētiskā momenta klātbūtne skaidrojama ar centrifūgas esamību( koncepcija, kas ieviesta 1920. gados) - mikrorajona daļiņu leņķis. Eksperimentāli tiek apstiprināta reāla, nevis abstrakta lieta( Stern-Gerlach).Spin ir vektoru daudzums, kas ir vienāds visiem vienas un tās pašas tipa daļiņām( piemēram, elektroniem) un to raksturo īpašs kvantu skaits. SI mērvienība ir j s, tāpat kā otrajam leņķim( Planck konstante).Dažreiz tiek izmantots vienkāršots bezmērķīgs ieraksts. Constant Planck ir pazemināts. Centrifūgas numurs ir vienkārši norādīts( s, ms).
Spin klātbūtnes dēļ elementārā daļiņa iegūst magnētisko momentu, ko aprēķina pēc formulas: skaitītājā daļiņu lādiņa spin-leņķiskā momenta rezultāts un g-faktors( konstantes, kas dotas dažādos katalogos dažām elementārām daļiņām);saucējā - divkāršot elementārās daļiņas masu. Kā redzat, to var skaitīt, materiāla maksimālo magnetizāciju noteiktos apstākļos var aprēķināt iepriekš.Kvantu elektrodinamikas īstais triumfs bija g-faktoru prognozēšana dažām elementārajām daļiņām.
Michael Faraday atklājums 1831. gadā par apļveida elektriskā lauka radīšanu, izmantojot apļveida elektrisko lauku, parādīja, ka divas parādības ir cieši saistītas, kas bija priekšnoteikums( četru) Maxvela vienādojumu radīšanai, kuru īpašais gadījums ir lielākā daļa formulas šajā jomā, ņemot vērā iepriekš minētos. Pētījumi turpinājās kā parasti, bet nedaudz atšķirīgi. Integrāciju veica Lord Kelvins, kas pazīstams kā William Thompson, kurš parādīja H( intensitātes) un B magnētiskās indukcijas klātbūtni, pirmā raksturo Poisson modeli, otro - Ampere.
B un H magnētiskā indukcija
Magnētisko indukciju B mēra ar Tesla( SI), T ir ekvivalenta N s / Cl m. N ir Newton, spēka mērvienība;s ir otrais laiks;CL - piekariņš, elektriskā lādiņa;m - metru attālums. GHS tajā pašā nolūkā piemēro gauss( G = √ g / s √ cm), g - gramu masas;s ir otrais laiks;cm - centimetru attālums. H ir magnētiskā indukcija, ko mēra ar ampēriem uz metru( SI) vai Oersteds( GHS).Krievu literatūra attiecas uz H lauka spēku.
Tesla vienību 1960. gadā ieviesa Starptautiskā konference par svariem un mērījumiem mirušā Nikola Tesla godā.Faktiski kopš SI sākuma. Kā zinātnieki pirms tam dzīvoja? Līdz 1948. gadam tika izveidota ideja par SI ieviešanu, GHS jau pastāvēja. Pēdējo to izcelsmi 1832. gadā noteica Karls Frīdrihs Gauss, kurš meklēja vienotu bāzi fizikas nozarēm, lai būtu vieglāk saistīt neviendabīgus likumus. Zinātnieks uzdeva trīs pamatvienības: milimetru, miligramu, otro.
Gauss nomira drīz pēc tam, kad tika ieviests magnētiskās indukcijas jēdziens un sadalīts lielums B un H, bet 1874. gadā Džeimss Maxvels, Kungs Kelvins, papildināja sarakstu ar jauniem daudzumiem. Magnētiskā indukcija tika nosaukta pēc dibinātāja, tajā pašā laikā sistēma tika saukta par GHS( iepriekš saukta par Gausa).Attiecībā uz SI tesla var tikt attēlota dažādos veidos, izmantojot pamata vai atvasinātās vienības. Weber, uz kvadrātmetru.
.Sprieguma atgrūšana ar strāvu
Vakuumā divu veidu indukcijas( H un B) ir savienotas ar pastāvīgām strāvām. Lai nošķirtu vienu no otra, H sauc par magnētiskā lauka intensitātes vektoru. Ir skaidrs, ka nozīme nav ļoti atšķirīga no B. Formulā:
- μ ir vides magnētiskā caurlaidība.
- μ0 ir magnētiskā konstante( vakuuma caurlaidība).Sistēmā GHS ir vienāds ar 1, vakuumā B un H ir vienādi. SI ir 1,257 mikroni uz kvadrātmetru.
Konstantes ir īpaši ieviestas, lai saistītu H un B - magnētiskā lauka īpašības. Starp citu, ir daudzas versijas, kāpēc Kungs Kelvins šādā veidā sauca vektorus( burti H un B).Ieinteresētās personas tiek aicinātas iepazīties ar šādiem jēdzieniem: relatīvā magnētiskā caurlaidība( absolūtā μ attiecība pret konstantu μ0), magnētiskā jutība( relatīvā magnētiskā caurlaidība palielināta par 1).Tas palīdzēs labāk izprast literatūras avotu formulas, kurās B un H saikne ir citāda veida pārskatā.
Jūs varat atrast daudz likumu, formulas attiecībā uz magnētisko indukciju, parādot, cik svarīgs ir teorētiskais parametrs. Autoriem nav zināms, vai Nikola Tesla, izmantojot daudzfāzu asinhrono motoru, izmantoja līdzīgus daudzumus, bet nebija iemesla, ka viņi deva vārdu lielajam zinātniekam!
